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跪求各位良师益友行行好?朱大侠踩着地雷啦…………快来人啦……救命啦…………
[楼主] 作者:541218  发表时间:2010/04/14 15:27
点击:831次

跪求各位良师益友行行好?朱大侠踩着地雷啦............快来人啦......救命啦............

我老朽再也不敢狂言诈语了!什么朱大侠,无题不解  只不过是不知天高地厚、自不量力的一句疯话而已…………

 

一个小小的力学问题,居然使我瞠目结舌…………

 

就是一个薄壁圆筒从坡面上滚落下来的问题…………试问该滚筒的势能是否等于滚筒的平动动能与转动动能之和?没有摩擦损耗也没有空气阻力损耗!

滚筒的平动动能恰好等于其转动动能?光平动动能这一项就应该等于重力势能? 滚筒的平动速度(即滚筒自转轴的速度)与该坡面上的无摩擦的滑块速度相等?滚筒母线的线速率度就等于滚筒的轴的平动速率,滚筒的线加速度就等于滚筒轴的平动加速度?

鄙人的一些列疑问,已经历时六个小时,尚未找到答案!

跪求各位良师益友能行行好,予以不吝赐教?鄙人将终生感激!再也不敢口出狂言,什么大侠,无题不解了…………罪过罪过  恕罪恕罪…………

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 [2楼]  作者:马国梁  发表时间: 2010/04/14 17:07 

老兄你站着别动,我来了……

你不应怀疑能量守恒定律,此时的势能仍等于“滚筒的平动动能与转动动能之和”无疑!平动速度为sqrt(gh),是纯滑动时的根二分之一。

子弹头出枪口后因为旋转它的速度也有所减小;同一种子弹用步枪发射比用机枪发射速度就快。因为子弹退撞针要消耗一定能量。

…………
 [3楼]  作者:黄国有  发表时间: 2010/04/14 17:32 

这个问题我在粒子行为上研究过。
只是这滚筒,没有摩擦力就不会滚动。

[楼主]  [4楼]  作者:541218  发表时间: 2010/04/14 18:14 

马老师,下面关于薄壁滚筒的说法对否?
重力沿坡面的分量与坡长的乘积等于滚筒的平动动能?滚筒轴的平动加速度乘以滚筒质量等于滚筒重力沿坡面的分量?


黄老师,鄙人以为滚筒壁与坡面之间的摩擦力虽然是滚筒能够滚动的保证;但因滚筒的表面与坡面并没有发生相对滑动!?所以该摩擦力并没有引起滚筒重力势能的损耗!?同时也假设滚筒与坡面都处在真空!


奢望能给予提示?
[楼主]  [5楼]  作者:541218  发表时间: 2010/04/14 18:24 

螺钉形子弹与枪管内壁螺纹间如果没有滑动摩擦阻力,将口竖直向下,子弹也应该从弹堂自动旋落下来……其平动动能与自旋动能之和应该等于其重力势能的释放!这就像滑块沿着盘山道无摩擦地滑落下来一样,既有转动又有平动!这个例子与滚筒有着本质的区别?
 [6楼]  作者:黄国有  发表时间: 2010/04/14 18:31 

重力沿坡面的分量与坡长的乘积等于滚筒的平动动能?滚筒轴的平动加速度乘以滚筒质量等于滚筒重力沿坡面的分量?

============

这两个说法肯定是不对的。

应该是(分量-磨擦力)*坡长=平动动能,同理,平动加速度*质量=分量- 摩擦力。

如果沿斜面分量不等于摩擦力,则必定有摩擦热损耗,所以,有的条件是不能全部人为假设的,在一般的情形下,部分摩擦力功转变为转动动能,部分转变为热。而在摩擦力刚好等于斜面分力的情况下,摩擦力所做的功刚好转变为转动动能(忽略摩擦热耗),相信我,这是标准答案。
 [7楼]  作者:黄国有  发表时间: 2010/04/14 18:39 

有一个物理学应该你应该清楚:轴承滚珠的作用就是把摩擦力所做的功尽量变为角动能,然后再变为动能,从而达到减少摩擦耗损的目的。
 [8楼]  作者:黄国有  发表时间: 2010/04/14 18:56 
 [9楼]  作者:黄国有  发表时间: 2010/04/14 19:29 

朱兄,你想这些基本的物理问题没有多大价值,还是发挥你解方程的专长吧,或许真能做出点惊人的成绩来。我刚才把《星系的运动和结构》一文发到了你邮箱,你抽点时间看文章后面的星系方程能有解不。真实的情形是恒星不在星系盘平面上的情况,这时要先求合力的大小和方向,再描述恒星不在星盘平面上的运动。我相信这是星系旋臂形成的根本原因,只是我没有能力解这些方程。你好好发挥你的专长,研究一下看有什么进展。若解成功,我们合作发表这篇论文(暂定在APEIRON上发表)。另外,我也将在我的书上注明方程是你解的,甚至说明是你解释的其中的物理学意义,这没有什么不可。要知道,星系的旋臂形成问题是天体物理学永远都解决不了的问题,你若是解出这方程,特别是解出我将要建立的恒星的一般性方程(不在星系盘平面上的情形),你的英名将流芳百世。
[楼主]  [10楼]  作者:541218  发表时间: 2010/04/14 19:36 

重力沿坡面的分量与滚筒壁与坡面的摩擦力构成了一个力偶;否则滚筒怎么会转动;所以重力沿坡面的分量与滚筒壁与坡面的摩擦力大小相等,方向相反,但不在同一直线上。转动是因为力矩的驱动,而力矩的大小与参考点的选择无关。所以要求重力沿坡面的分量与滚筒壁与坡面的摩擦力大小相等,方向相反。而且这里的摩擦力并没有引起消耗。
所以重力沿坡面的分量与滚筒壁与坡面的摩擦力的矢量和必然等于零。
 [11楼]  作者:黄国有  发表时间: 2010/04/14 19:48 

对【10楼】说:

重力沿斜面的分量只与斜面倾角和重力的大于有关,摩擦力则与斜面垂直分量和摩擦系数有关,一般的情形下斜面重力分量与摩擦力是不相等的。所以,滚筒也可能存在滑动的情形(加个假设让它不滑也行)。

另外,你说的相等的情形只能出现在斜面重力分量-加速度与质量的积(加速力)小于固有(最大)摩擦力的情况,但是,重力分量仍然不等于摩擦力,而是重力分量与加速力之差=摩擦力。这时,你仍然要多加一个假设条件,即同时假设重力沿斜面的分量减去加速力小于固有(最大)摩擦力,这样,你的问题就完美了,这时就不会出现滑动。

具体确定滚动加速度有点复杂呢。

 

以上内容已作修改,以便使思路清晰些

[楼主]  [12楼]  作者:541218  发表时间: 2010/04/14 20:27 

重力分量是驱动力!亦即主动力!就像牵引力减去摩擦阻力等于加速度乘以质量。达兰伯原理:将所有外力(驱动力与阻力)再加上其质量与加速度的乘积恒等于零。我们不妨就采用 达兰伯原理 就更简单了!即将滚筒所受到的所有外力与滚筒平动加速度乘以质量加和恒等于零。在此滚筒平动方向的外力分量就只有 重力分量 和坡面的摩擦力,滚筒受到坡面的正压力沿滚筒平动方向的分量等于零。那么就只有重力分量 和坡面的摩擦力这两项属于外力,如果这两项等于零,那么其加速度也必然等于零。在此滚筒与坡面的静摩擦力并不消耗机械功,因为滚筒与坡面并未发生相对滑动。不发生相对滑动也不留下坡面或滚轮的范性形变,那这摩擦力就不消耗机械能。如果重力分量减去坡面摩擦力作为滚筒的驱动力,那么滚筒所获得的动能就等于重力势能减去坡面与滚筒之间的摩擦力所损耗的机械能。损耗的这部分机械能变成了热!那么滚筒转动能有从何而来?而且滚筒的重力分量与其坡面摩擦力所构成的力偶才是滚筒转动的动力因素!也就是说没有坡面的摩擦力滚筒就不可能发生转动。力偶就必须由两个不在同一支线上的两个大小相等方向相反的力构成。如果坡面的最大静摩擦力小于重力分量,那就必然伴随着滑动。在此我们保证坡面的最大静摩擦力不小于重力分量!即只讨论不发生滑动的纯滚动情形!因为这种纯滚动情形并不是不可能发生!
 [13楼]  作者:黄国有  发表时间: 2010/04/14 20:42 

问题都已经解决了哟。重力分量-摩擦力的部分提供平动动能,而被减去的等于摩擦力的部分(重力分量)所做的功转变为转动动能。

另外,摩擦力没有做功,因为摩擦力是瞬时力,没有滑动距离摩擦力就没有做功(也就是没有热能损耗),你可能认为摩擦力做功了,所以理解不到点子上。 

 

 

重力分量是不等于摩擦力的,否则滚筒就不滚动了。

 [14楼]  作者:lywcy68  发表时间: 2010/04/14 20:43 

敬爱的朱老先生:
在下还在那儿等着您解释光子的动量为什么归零的问题呢,您倒好,窝在这儿琢磨滚筒问题。
这个问题有点意思,您还真有点童心未泯的风格。
这个主题帖子都有了12个,怎么就说不到点子上呢?
滚筒的重力势能最后转化为了滚筒的平动动能和滚动动能,谁大谁小,分配比率取决于你的滚筒的半径。
半径越大,转动速度也就越大,您说呢?
 [15楼]  作者:黄国有  发表时间: 2010/04/14 21:28 

今晚难得闲空,我干脆把你错误的地方复制下来,逐一改正:


那么滚筒所获得的动能就等于重力势能减去坡面与滚筒之间的摩擦力所损耗的机械能(没有机械能损耗,平动动能等于重力势能摩擦力偶产生的转动动能)。损耗的这部分机械能变成了热(没有机械能损耗!)!那么滚筒转动能有从何而来?(来源于重力分量中与摩擦力组成力偶的那部分,除去力偶剩下的部分重力分量所做的功才是转变为平动动能)而且滚筒的重力分量与其坡面摩擦力所构成的力偶才是滚筒转动的动力因素!(完全正确)也就是说没有坡面的摩擦力滚筒就不可能发生转动!(完全正确)。力偶就必须由两个不在同一支线上的两个大小相等方向相反的力构成(完全正确)。如果坡面的最大静摩擦力小于重力分量,那就必然伴随着滑动(错误:应该是最大静摩擦力与滚动加速度所需要的力之和小于重力分量时才产生滑动,重力分量包括加速部分和转动力偶部分)。

[楼主]  [16楼]  作者:541218  发表时间: 2010/04/14 22:48 

终于破解了!历时十一小时!
再次印证了能量守恒、动量守恒定律!
质心运动定理 没错!

需要建立三道代数方程:

一、所有合外力之和等于质心系的平动加速度乘以质心系的质量;这是颠扑不破的普适的牛顿第二定律。

二、平动动能与转动动能之和等于滚筒重力势能的释放;这是机械能守恒定律。

三、平动动能与转动动能的分配比例;这取决于滚筒的转动惯量半径(即该滚筒的转动惯量除以其质量再开方)与滚动半径的比值。

这使我冒了一身冷汗!真的无异于“踩着地雷了……” 排雷成功!总算脱险了!
[楼主]  [17楼]  作者:541218  发表时间: 2010/04/14 23:19 

lywcy68 :被你猜着了!我是一个傻乎乎的老顽童!二百五,疯子!整天就是在如痴如醉地沉思着自然科学奇案、怪题,也搞实用新型开发!很相似一个充满幻想的中学生!性格年龄不超过三岁!童稚心显赫!

青年学生都喜欢缠着我嬉闹…把我当着他们的伙伴…我也误把深秋当初春……因为我是一名中学化学教师

整天醉生梦死的,闹着玩呗,也没多想……
 [18楼]  作者:马国梁  发表时间: 2010/04/15 08:52 

我对化学不地道,朱先生对物理不地道。我这里还有一个难题呢!在光滑的水平面上有一质量为M的楔块,方形木块m从顶端沿斜面无摩擦滑下来,求斜面后退的加速度。朱先生能解吗?
[楼主]  [19楼]  作者:541218  发表时间: 2010/04/15 17:08 

这算什么难题!太简单了!

质心是不会移动的!因为由方形滑块与三角形滑块所构成的力学系统在水平方向并不存在着外力!两个滑块之间存在的相互作用力,属于其内力!所以这两个滑块的公共质心一直保持不动,这就是原则! 有时宜用整体分析法,有时宜用隔离分析法。
所以这是一个口(头抢)答题!一秒钟内完成!
两滑块质心所发生的水平位移与自己质量的乘积之矢量和恒等于零。 两个滑块的质心分别向两个相反方向所移动的距离之和等于直角三角形滑块的水平边长 !
就这么简单!

关键在思路和方法要得当,就能收到事半功倍的效果!物理概念要清晰准确,物理定律的物理意义要理解透彻。要具备丰富的解体经验!要见识过许多不同类型的物理习题,几乎要光顾过所有类型的物理习题!所以学生要满怀激情地积极主动地乐意地寻找各种类型的物理习题!要乐在其中,切忌被逼的、很苦恼的很厌烦地进行!那就没有效果了!所以关键不是强行布置各种习题,发放习题集。更重要的是如何激发学生解题积极性!激发主动性!累而不觉苦,却乐在其中。

要用“破题”替代“解题”,要用“谁能在第一时间 破题”替代“必须尽快完成作业”这样可以激发学生的积极性!利用学生好逞能、不甘示弱的心理,用恰当的语词刺激其跃跃欲试不甘落后的解题激情!要培养学生自立、自信、不甘示弱的心理习性,养成自学、善思、善问、善辩的习惯 要教育学生树雄心立壮志,勇于攀登学术最高峰…………

 [20楼]  作者:黄国有  发表时间: 2010/04/15 19:58 

时间关系我就不看了。只指出朱老第一句不严密之处:系统质心是变的。

[楼主]  [21楼]  作者:541218  发表时间: 2010/04/15 20:28 

系统质心的水平坐标不可能变!

 

 1,两滑块质心所发生的水平位移与自己质量的乘积之矢量和恒等于零;

2,两个滑块的质心分别向两个相反的水平方向所移动的距离之和等于直角三角形滑块的水平边长 !

现在可以建立 二元一次方程组;用x表示方形滑块的水平位移;y则表示三角形滑块的水平位移,用L表示三角形水平边;用m表示方形滑块的质量;M则表示三角形滑块的质量;则有:

x-y=L

mx+My=0

其中约定 y<0 (负数)

则三角形滑块的位移是:   y=-mL/(m+M)  

这里约定方形滑块的水平位移方向为正方向。

敢包!绝对符合客观检测结果!!!

与三角形的高度无关!但三角形的高度必须大于零!

45度坡角时,方形滑块耗用时间最短!
系统质心的纵坐标当然要变,否则两个滑块的运动能从何而来!就是由于系统质心的纵坐标下移所释放的重力势能所致!

 [22楼]  作者:lywcy68  发表时间: 2010/04/15 21:19 

化学老师琢磨物理?
不怕校长挤兑你不务正业?
[楼主]  [23楼]  作者:541218  发表时间: 2010/04/15 21:43 

早就兼职 数学 物理 等学科的教研!刚毕业就系统 自学 数学 物理 生物 医学 等学科,使用研究生教材!
业余时间 进行自然科学基础理论探讨,从74年暑假开始 跨越黄河 横渡长江,闯荡祖国各大重点院校,交流辩论,耗资惨重!安贫乐道!

从来没有被驳倒,所以声称 横扫天下…………自我觉得一点不过分
无奈 狂吠道: 豪赌一场!!!

但我在胡搅蛮缠者面前只有选择回避!
 [24楼]  作者:lywcy68  发表时间: 2010/04/15 23:32 

你总不能不让人家说话吧?
[楼主]  [25楼]  作者:541218  发表时间: 2010/04/15 23:51 

我只乐意与对手交流!
 [26楼]  作者:lywcy68  发表时间: 2010/04/16 00:04 

那就先请你看看你手里的冰棒融不融
 [27楼]  作者:lywcy68  发表时间: 2010/04/16 00:06 

或者极限频率的光子被电子吸收时原子(核)有没有获得额外的动量

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